TUGAS PENDAHULUAN DAN LA

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Prosedur

2. Hardware dan Diagram Blok

3. Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja

4. Flowchart dan Listing Program

5. Video Demo

6. Kondisi

7. Video Simulasi

8. Download File

1. Prosedur [kembali]

1. 1. Menyiapkan alat dan bahan yang digunakan pada praktikum, seperti STM32 Nucleo G474RE, STM32F103C8T6 (Bluepill), sensor, LED, OLED, breadboard, jumper, dan komponen pendukung lainnya sesuai percobaan.
   2. Membuat project baru pada STM32CubeIDE untuk masing-masing board mikrokontroler yang digunakan sebagai master maupun slave/receiver.
   3. Melakukan konfigurasi peripheral komunikasi pada STM32CubeMX sesuai protokol yang digunakan, yaitu UART, SPI, atau I2C. Konfigurasi meliputi baudrate, mode komunikasi, clock, pin TX/RX, SCK, MISO, MOSI, SDA, dan SCL.
   4. Menghubungkan pin komunikasi antar board sesuai jenis protokol yang digunakan. Pada UART menghubungkan TX dan RX secara silang, pada SPI menghubungkan pin SCK, MOSI, MISO, dan NSS/CS, sedangkan pada I2C menghubungkan jalur SDA dan SCL. Ground kedua board juga disatukan agar komunikasi dapat berjalan dengan baik.
   5. Melakukan generate code dari STM32CubeMX kemudian menambahkan program komunikasi menggunakan library HAL pada file utama (main.c). Program dibuat agar board master dapat mengirim data dan board slave dapat menerima maupun merespon data.
   6. Menghubungkan sensor atau aktuator sesuai rangkaian percobaan, seperti sensor PIR, LDR, LED, OLED, fan, ataupun motor servo untuk menguji komunikasi data antar perangkat.
   7. Meng-compile program dan mengunggah kode ke masing-masing board STM32 menggunakan ST-LINK atau downloader yang sesuai.
   8. Menjalankan sistem dan mengamati proses komunikasi data antar mikrokontroler, kemudian mencatat hasil pengujian apakah data berhasil dikirim dan diterima sesuai fungsi program yang dibuat.

2. Hardware dan Diagram Blok [kembali]

1. STM32F103C8

Microcontroller	ARM Cortex-M3
Operating Voltage	3.3 V
Input Voltage (recommended)	5 V
Input Voltage (limit)	2 – 3.6 V
Digital I/O Pins	32
PWM Digital I/O Pins	15
Analog Input Pins	10 (dengan resolusi 12-bit ADC)
DC Current per I/O Pin	25 mA
DC Current for 3.3V Pin	150 mA
Flash Memory	64 KB
SRAM	20 KB
EEPROM	Emulasi dalam Flash

 

Clock Speed

72 MHz

 

TM32F103C8 adalah mikrokontroler berbasis ARM Cortex-M3 yang dikembangkan oleh STMicroelectronics. Mikrokontroler ini sering digunakan dalam pengembangan sistem tertanam karena kinerjanya yang baik, konsumsi daya yang rendah, dan kompatibilitas dengan berbagai protokol komunikasi. Pada praktikum ini, kita menggunakan STM32F103C8 yang dapat diprogram menggunakan berbagai metode, termasuk komunikasi serial (USART), SWD (Serial Wire Debug), atau JTAG untuk berhubungan dengan komputer maupun perangkat lain.

2. Mikrokontroler STM32 Nucleo G474RE

 

Microcontroller	STM32G474RE (ARM Cortex-M4F)
Operating Voltage	3.3 V
Input Voltage (recommended)	5 V via USB (ST-LINK) atau 7–12 V via VIN
Input Voltage (limit)	4.5 – 15 V (VIN board Nucleo)
Digital I/O Pins	±51 GPIO pins (tergantung konfigurasi fungsi)
PWM Digital I/O Pins	Hingga 24 channel PWM (advanced, general-purpose, dan high-resolution timers)
Analog Input Pins	Hingga 24 channel ADC (12-bit / 16-bit dengan oversampling)
DC Current per I/O Pin	Maks. 20 mA per pin (disarankan ≤ 8 mA)
DC Current for 3.3V Pin	Hingga ±500 mA (tergantung regulator & sumber daya)
Flash Memory	512 KB internal Flash
SRAM	128 KB SRAM (termasuk CCM RAM)
Clock Speed	Hingga 170 MHz

 

3. PIR Sensor

PIR (Passive Infrared) Sensor digunakan untuk mendeteksi keberadaan atau pergerakan manusia berdasarkan pancaran inframerah dari tubuh. Pada praktikum smart entry indicator, sensor PIR digunakan sebagai input untuk mendeteksi gerakan kemudian mengirimkan data ke mikrokontroler melalui komunikasi UART.

4. Sensor LDR

LDR (Light Dependent Resistor) merupakan sensor cahaya yang nilai resistansinya berubah sesuai intensitas cahaya yang diterima. Sensor ini digunakan pada sistem kontrol greenhouse untuk mendeteksi kondisi terang atau gelap sehingga mikrokontroler dapat mengontrol output tertentu seperti LED atau fan.

5. OLED Display

OLED (Organic Light Emitting Diode) digunakan sebagai media output tampilan visual. Pada praktikum game geometry jump, OLED digunakan untuk menampilkan objek permainan, skor, dan status game. Display ini berkomunikasi menggunakan protokol I2C sehingga hanya membutuhkan dua jalur komunikasi.

6. Push Button

Push button merupakan saklar sederhana yang digunakan sebagai perangkat input digital. Tombol ini digunakan untuk memberikan perintah tertentu pada sistem, seperti menjalankan aksi lompat pada game atau memberikan trigger pada sistem komunikasi.

7. LED

LED (Light Emitting Diode) digunakan sebagai indikator visual output sistem. LED akan menyala atau mati sesuai data yang diterima mikrokontroler sehingga dapat digunakan untuk mengetahui kondisi komunikasi atau status sistem secara langsung.

8. Fan

Fan atau kipas DC digunakan sebagai aktuator output pada sistem greenhouse. Fan akan aktif ketika kondisi tertentu terpenuhi, misalnya saat sensor mendeteksi intensitas cahaya rendah atau kondisi lingkungan tertentu.

9. Sensor IR

Sensor IR (Infrared Sensor) digunakan untuk mendeteksi objek atau kendaraan melalui pantulan cahaya inframerah. Pada sistem parkir otomatis, sensor ini digunakan untuk mendeteksi kendaraan yang masuk atau keluar area parkir.

10. Motor Servo

Motor servo digunakan sebagai aktuator penggerak portal parkir otomatis. Servo dapat bergerak pada sudut tertentu berdasarkan sinyal PWM dari mikrokontroler sehingga cocok digunakan untuk membuka dan menutup palang parkir.

11. Breadboard

Breadboard digunakan sebagai media perakitan rangkaian elektronik tanpa proses solder. Komponen dapat dipasang dan dilepas dengan mudah sehingga memudahkan proses praktikum dan pengujian rangkaian.

12. Kabel Jumper

Kabel jumper digunakan untuk menghubungkan antar komponen pada breadboard maupun antara sensor dengan mikrokontroler. Kabel ini menjadi media penghantar sinyal dan daya pada rangkaian praktikum.

3. Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja [kembali]

4. Flowchart dan Listing Program [kembali]

5. Video Demo [kembali]

6. Kondisi [kembali]

7. Video Simulasi [kembali]

8. Download File [kembali]

1. Download Tugas Pendahuluan klik disini
2. Download Datasheet STM32 NUCLEO-G474RE klik disini

MODUL 3 COMMUNICATION

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

3. Alat dan Bahan

4. Dasar Teori

5. Percobaan

Percobaan ...

1. Tugas Pendahuluan dan LA

MODUL 3

COMMUNICATION

1. Pendahuluan[Kembali]

Modul praktikum Communication ini membahas penerapan berbagai protokol komunikasi serial pada sistem embedded menggunakan mikrokontroler STM32, yaitu UART, SPI, dan I2C. Praktikum dirancang agar praktikan memahami cara kerja komunikasi data antar perangkat mikrokontroler maupun antara mikrokontroler dengan perangkat periferal seperti sensor, OLED, LED, fan, dan motor servo. Selain mempelajari teori dasar komunikasi serial, praktikan juga melakukan konfigurasi perangkat menggunakan STM32CubeIDE dan STM32CubeMX sehingga dapat memahami implementasi komunikasi secara langsung pada hardware.

Pada modul ini terdapat beberapa proyek aplikasi seperti kontrol greenhouse berbasis SPI, game sederhana menggunakan komunikasi SPI dan I2C, smart entry indicator berbasis UART, serta sistem parkir otomatis dua pintu. Setiap percobaan menggunakan konsep master-slave untuk mengirim dan menerima data secara real-time antar board STM32. Melalui praktikum ini, mahasiswa diharapkan mampu memahami proses pengolahan data, sinkronisasi komunikasi serial, serta integrasi sensor dan aktuator dalam pengembangan sistem embedded yang lebih kompleks dan interaktif.

2. Tujuan[Kembali]

1. 1. Memahami cara penggunaan protokol komunikasi UART, SPI, dan I2C pada Development Board yang digunakan 
   2. Memahami cara menggunakan komponen input dan output yang mengimplementasikan PWM, ADC, dan Interrupt pada Development Board yang digunakan

3. Alat dan Bahan[Kembali]

  Mikrokontroler STM32F103C8

Microcontroller	ARM Cortex-M3
Operating Voltage	3.3 V
Input Voltage (recommended)	5 V
Input Voltage (limit)	2 – 3.6 V
Digital I/O Pins	32
PWM Digital I/O Pins	15
Analog Input Pins	10 (dengan resolusi 12-bit ADC)
DC Current per I/O Pin	25 mA
DC Current for 3.3V Pin	150 mA
Flash Memory	64 KB
SRAM	20 KB
EEPROM	Emulasi dalam Flash

Clock Speed

72 MHz

• Mikrokontroler STM32 Nucleo G474RE

Microcontroller	STM32G474RE (ARM Cortex-M4F)
Operating Voltage	3.3 V
Input Voltage (recommended)	5 V via USB (ST-LINK) atau 7–12 V via VIN
Input Voltage (limit)	4.5 – 15 V (VIN board Nucleo)
Digital I/O Pins	±51 GPIO pins (tergantung konfigurasi fungsi)
PWM Digital I/O Pins	Hingga 24 channel PWM (advanced, general-purpose, dan high-resolution timers)
Analog Input Pins	Hingga 24 channel ADC (12-bit / 16-bit dengan oversampling)
DC Current per I/O Pin	Maks. 20 mA per pin (disarankan ≤ 8 mA)
DC Current for 3.3V Pin	Hingga ±500 mA (tergantung regulator & sumber daya)
Flash Memory	512 KB internal Flash
SRAM	128 KB SRAM (termasuk CCM RAM)
Clock Speed	Hingga 170 MHz

• OLED

• Motor Servo

• Push Button

• LED (Hijau, Kuning, Merah)

 

• Buzzer

 

• Resistor                                                       

• Breadboard

• Kabel jumper

• Adaptor / sumber tegangan

 

4. Dasar Teori[Kembali]

 A. UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter)

UART merupakan protokol komunikasi serial asynchronous yang digunakan untuk pertukaran data antar perangkat tanpa menggunakan sinyal clock tambahan. Komunikasi UART menggunakan dua jalur utama yaitu TX (Transmit) sebagai pengirim data dan RX (Receive) sebagai penerima data. Agar komunikasi berjalan dengan baik, kedua perangkat harus memiliki baudrate yang sama. UART banyak digunakan karena sederhana, mudah diimplementasikan, dan cocok untuk komunikasi antar mikrokontroler maupun komunikasi dengan komputer.

B. SPI (Serial Peripheral Interface)

SPI merupakan protokol komunikasi serial synchronous dengan kecepatan transfer data yang tinggi. Komunikasi SPI menggunakan empat jalur utama yaitu MOSI (Master Output Slave Input), MISO (Master Input Slave Output), SCK (Serial Clock), dan SS/CS (Slave Select/Chip Select). Pada SPI terdapat perangkat master yang mengatur jalannya komunikasi dan slave yang menerima atau mengirim data. SPI sering digunakan pada sistem embedded karena memiliki proses transfer data yang cepat dan stabil.

C. I2C (Inter-Integrated Circuit)

I2C adalah protokol komunikasi serial synchronous yang menggunakan dua jalur komunikasi yaitu SDA (Serial Data) dan SCL (Serial Clock). Dalam komunikasi I2C, perangkat master mengontrol komunikasi dan perangkat slave memiliki alamat tertentu sehingga beberapa perangkat dapat terhubung dalam satu jalur yang sama. Keunggulan I2C adalah penggunaan pin yang lebih sedikit sehingga lebih efisien dalam menghubungkan banyak perangkat seperti sensor, OLED, dan modul lainnya pada sistem embedded.

Top of Form

Bottom of Form

STM32 NUCLEO G474RE merupakan papan pengembangan (development board) berbasis mikrokontroler STM32G474RET6 yang dikembangkan oleh STMicroelectronics. Board ini dirancang untuk memudahkanproses pembelajaran, pengujian, dan pengembangan aplikasi sistem tertanam (embedded system), baik untuk pemula maupun tingkat lanjut. STM32 Nucleo-G474RE mengintegrasikan antarmuka ST-LINK debugger/programmer secara onboard sehingga pengguna dapat langsung melakukan pemrograman dan debugging tanpa perangkat tambahan.

Adapun spesifikasi dari STM32 NUCLEO-G474RE adalah sebagai berikut :

 

Gambar 1. STM32 NUCLEO-G474RE

E. STM32F103C8

STM32F103C8 adalah mikrokontroler berbasis ARM Cortex-M3 yang dikembangkan oleh STMicroelectronics. Mikrokontroler ini sering digunakan dalam pengembangan sistem tertanam karena kinerjanya yang baik, konsumsi daya yang rendah, dan kompatibilitas dengan berbagai protokol komunikasi. Pada praktikum ini, kita menggunakan STM32F103C8 yang dapat diprogram menggunakan berbagai metode, termasuk komunikasi serial (USART), SWD (Serial Wire Debug), atau JTAG untuk berhubungan dengan komputer maupun perangkat lain. Adapun spesifikasi dari STM32F4 yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut :

Gambar 2 STM32F103C8

Microcontroller	ARM Cortex-M3
Operating Voltage	3.3 V
Input Voltage (recommended)	5 V
Input Voltage (limit)	2 – 3.6 V
Digital I/O Pins	32
PWM Digital I/O Pins	15
Analog Input Pins	10 (dengan resolusi 12-bit ADC)
DC Current per I/O Pin	25 mA
DC Current for 3.3V Pin	150 mA
Flash Memory	64 KB
SRAM	20 KB
EEPROM	Emulasi dalam Flash

 

Clock Speed

72 MHz

F. BAGIAN BAGIAN PENDUKUNG

1. STM32 NUCLEO G474RE

1. RAM (Random Access Memory)

RAM (Random Access Memory) pada STM32 NUCLEO G474RE digunakan sebagai memori sementara untuk menyimpan data selama program berjalan. Mikrokontroler STM32G474RET6 memiliki RAM sebesar 128 KB yang berfungsi untuk menyimpan variabel, buffer data, stack, dan heap.

 

2. Memori Flash Eksternal

STM32 NUCLEO-G474RE tidak menggunakan memori flash eksternal. Seluruh program dan data permanen disimpan pada memori Flash internal mikrokontroler STM32G474RET6 dengan kapasitas 512 KB. Memori flash ini bersifat non-volatile, sehingga data dan program tetap tersimpan meskipun catu daya dimatikan.

 

3. Crystal Oscillator

STM32 NUCLEO-G474RE menggunakan osilator internal (HSI– High Speed Internal) sebagai sumber clock utama secara default. Penggunaan clock internal ini membuat board dapat beroperasi tanpa memerlukan crystal oscillator eksternal. Clock berfungsi sebagai sumber waktu untuk mengatur kecepatan kerja CPU dan seluruh peripheral.

 

4. Regulator Tegangan

Untuk memastikan pasokan tegangan yang stabil ke mikrokontroler.

 

5. Pin GPIO (General Purpose Input/Output):

Pin GPIO pada STM32 NUCLEO-G474RE digunakan sebagai antarmuka input dan output digital yang fleksibel 

2. STM32

1. RAM (Random Access Memory)

STM32F103C8 dilengkapi dengan 20KB SRAM on-chip. Kapasitas RAM ini memungkinkan mikrokontroler menjalankan berbagai aplikasi serta menyimpan data sementara selama eksekusi program.

2. Memori Flash Internal

STM32F103C8 memiliki memori flash internal sebesar 64KB atau 128KB, yang digunakan untuk menyimpan firmware dan program pengguna. Memori ini memungkinkan penyimpanan kode program secara permanen tanpa memerlukan media penyimpanan eksternal.

3. Crystal Oscillator

STM32F103C8 menggunakan crystal oscillator eksternal (biasanya 8MHz) yang bekerja dengan PLL untuk meningkatkan frekuensi clock hingga 72MHz. Sinyal clock yang stabil ini penting untuk mengatur kecepatan operasi mikrokontroler dan komponen lainnya.

4. Regulator Tegangan

STM32F103C8 memiliki sistem pengaturan tegangan internal yang memastikan pasokan daya stabil ke mikrokontroler. Tegangan operasi yang didukung berkisar antara 2.0V hingga 3.6V.

5. Pin GPIO (General Purpose Input/Output)

STM32F103C8 memiliki hingga 37 pin GPIO yang dapat digunakan untuk menghubungkan berbagai perangkat eksternal seperti sensor, motor, LED, serta komunikasi dengan antarmuka seperti UART, SPI, dan I²C. 

5. Percobaan[Kembali]